Alors que la crise climatique s’intensifie, le Green IT s’impose à l’agenda de toutes les DSI. Mais comment réduire l’empreinte carbone de l’industrie technologique, des smartphones aux superordinateurs, en passant par les infrastructures de cloud computing ? Comment privilégier la sobriété numérique et l’informatique durable ?
Les utilisateurs de technologie sont à la recherche ce qu’il se fait de mieux. Des performances et une autonomie maximales pour les utilisateurs mobiles, une infrastructure puissante pour les entreprises et les gouvernements, et des services cloud capables de répondre aux demandes mondiales au moment où elles sont nécessaires.
L’informatique durable, ou informatique verte (Green IT), consiste à maximiser l’efficacité énergétique, à réduire l’impact sur l’environnement avec pour but d’atteindre le niveau « net zero», et à délivrer le maximum pour un minimum d’énergie en optimisant la conception, la fabrication et l’utilisation des puces, des systèmes et des logiciels informatiques. Ce concept couvre l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement, depuis les matières premières utilisées pour fabriquer le matériel jusqu’à la manière dont les systèmes sont recyclés.
Le point de rupture
Aujourd’hui, le monde est confronté à une crise climatique. Au cours des quarante dernières années, les pertes économiques causées par les extrêmes climatiques dans les États membres de l’UE sont estimées à 560 milliards d’euros, selon l’Agence européenne pour l’environnement. Les températures terrestres ont augmenté de plus de 1°C depuis la fin des années 1800 et le niveau des mers s’est élevé de près de 20 centimètres au cours du siècle dernier. La consommation mondiale d’électricité augmente d’environ 3,4 % chaque année. Les centres de données ne représentent qu’un faible pourcentage – environ 2 % – des 26 000 térawattheures consommés en 2022, mais ce pourcentage pourrait atteindre 8 % d’ici à 2030.
Le changement climatique – que ce soit aujourd’hui ou dans 40 ans – approche d’un point critique, et il faudra un effort colossal de la part de toutes les industries pour annuler l’impact de l’humanité sur la Terre.
À mesure que la technologie progresse et que l’énergie qu’elle consomme augmente, l’informatique durable joue un rôle crucial dans les efforts que nous déployons à l’échelle mondiale pour mettre fin aux dommages causés à notre environnement, qu’il s’agisse des téléphones portables que nous avons dans nos poches ou des centres de données sur site ou dans le cloud. Au niveau mondial, la production d’énergie est la principale source d’émissions de gaz à effet de serre. Les centres de données ne représentent qu’une petite fraction de la consommation totale d’électricité, mais dans un monde où les températures augmentent, tous les facteurs qui y contribuent doivent être pris en compte.
Pour parvenir au « net zero », les initiatives d’informatiques durables doivent s’appuyer sur une énergie neutre en carbone. Le manque de contrôle sur le lieu de production de l’électricité est un défi majeur pour les centres de données existants qui visent la neutralité carbone. En utilisant l’énergie fournie par le réseau national, l’énergie fournie peut en partie être générée par la combustion des énergies fossiles.
Des ordinateurs puissants et économes en énergie et des processus de travail optimisés font partie de la solution. Ils font progresser la science et notre qualité de vie, ce qui inclut la manière dont nous comprenons et réagissons au changement climatique, et ce, avec une consommation d’énergie minimale.
Une technologie responsable
Le concept d’informatique verte est apparu aux yeux du grand public en 1992. L’Agence américaine de protection de l’environnement lançait Energy Star, un programme visant à déterminer si l’électronique grand public répondait aux normes d’efficacité énergétique.
L’année 2007 a vu le lancement du Green500, une liste des 500 meilleurs superordinateurs, classés en fonction de leur efficacité énergétique. Cette liste est rapidement devenue un point de ralliement pour une communauté qui avait besoin de rendre la consommation d’énergie aussi efficace que possible, tout en maximisant les performances. Depuis, la liste a connu d’importantes améliorations en matière d’efficacité énergétique, principalement grâce à l’utilisation d’accélérateurs tels que les GPU.
Depuis, l’informatique verte est devenue un élément fondamental de la stratégie informatique. Un rapport de 2017 a révélé que près de 100 programmes gouvernementaux et industriels dans 22 pays encourageaient les technologies de l’information et de la communication durables.
L’avenir des technologies vertes
L’intelligence artificielle transforme la façon dont le monde fonctionne. Qu’il s’agisse d’opérations dans des secteurs tels que la santé ou la vente au détail, ou d’applications d’IA génératives pour l’utilisateur final telles que ChatGPT ou Midjourney, la démocratisation et l’adoption croissante de l’IA dans tous les secteurs ne font que commencer.
Les superordinateurs qui utilisent des GPU et des unités de traitement de données (DPU) permettent une plus grande efficacité énergétique pour les tâches de calcul à haute performance (HPC) telles que les simulations, l’IA et les tâches de mise en réseau.
La solution ne se limite pas au matériel. Il est essentiel d’utiliser les bons logiciels et modèles d’IA pour réduire les coûts et l’impact sur l’environnement. L’utilisation des GPU permet de réaliser plus de projets, plus rapidement. L’un des plus grands superordinateurs au monde, Perlmutter, a vu son efficacité énergétique multipliée par 9,8 pour les applications de prévisions météorologiques lorsqu’elles ont été accélérées avec du matériel GPU.
De tels gains signifient que les plus de 8 000 scientifiques qui utilisent le superordinateur peuvent s’attaquer à des défis plus importants, comme la dynamique moléculaire, la science des matériaux, les prévisions météorologiques et les interactions subatomiques pour trouver de nouvelles sources d’énergie verte.
Les modèles d’IA eux-mêmes peuvent également être optimisés pour plus d’efficacité. Des schémas de formation plus efficaces comme le mécanisme Gemini de Colossal-AI, ou à plus petite échelle dans les ordinateurs portables, les technologies Max-Q de NVIDIA utilisent l’apprentissage profond pour diriger automatiquement la puissance vers un CPU, un GPU ou la mémoire d’un GPU afin d’augmenter l’efficacité du système.
Au-delà du matériel et des logiciels, les délais de livraison ou de compréhension peuvent être améliorés grâce à l’IA et à la simulation pour favoriser la durabilité. Dans le domaine de l’énergie, Siemens Gamesa utilise un jumeau numérique pour analyser les sillages des éoliennes et optimiser leur disposition pour la production d’énergie. Dans le commerce de détail, PepsiCo utilise la vision par ordinateur pour optimiser ses centres de distribution, ce qui permet un traitement plus rapide et moins de gaspillage. Mercedes-Benz utilise l’IA pour l’affichage de son tableau de bord, qui tient compte de la capacité des batteries, des conditions météorologiques et de la topographie dans la planification des itinéraires, et Lockheed Martin utilise l’IA et les jumeaux numériques pour prédire et diriger les ressources vers la lutte contre les incendies de forêt.
Accélérer la recherche en sciences du climat
Les superordinateurs peuvent être utilisés pour lutter contre le changement climatique en nous aidant à comprendre les points critiques de l’évolution de l’atmosphère et les effets à long terme de ces changements. Les scientifiques utilisent depuis longtemps les GPU pour modéliser des scénarios climatiques et prédire les conditions météorologiques, et les progrès de l’IA ne cessent d’accélérer la recherche sur le climat.
Les fournisseurs de services publics adoptent l’apprentissage automatique pour évoluer vers un réseau électrique vert stable et intelligent, et la production d’énergie peut être modélisée avec des jumeaux numériques pour prévoir la maintenance et modéliser de nouvelles sources d’énergie telles que les réacteurs de fusion.
La technologie d’aujourd’hui, lorsqu’elle est planifiée avec soin et optimisée correctement, peut nous aider à modéliser les tendances, à prédire le changement et à anticiper ce que l’avenir nous réserve.
____________________________
par Carlo Ruiz, directeur Data Center Solutions EMEA, NVIDIA
puis